Généralité sur les aquifères

Généralités sur les aquifères

Définition de l’aquifère

L’aquifère est une roche ou une formation géologique perméable à l’eau,comportant une zone saturée d’eau pour permettre un captage et un écoulement significatif. La nappe est l’ensemble des eaux comprises dans cette zone saturée dont toutes les parties sont en liaisons hydrauliques. Les aquifères sont limités par un toit à leur partie supérieure et par un substratum à leur partie inférieure. La nature de ces formations limites permet de déterminer le modele de l’aquifère. Suivant les conditions hydrodynamiques, on distingue trois différentes nappes aquifères : nappe libre, nappe captive et nappe semi captive.

Photo-interprétation et télédétection 

En hydrogéologie, on distingue deux types d’utilisation de supports photographiques : la photographie aérienne classique et la scène d’image satellitaire. On parle, dans le dernier cas, de la télédétection.

Photo-interprétation 

La photographie aérienne constitue le document de base le plus utilisé en hydrogéologie. Elle complète les cartes existantes (géologique, topographique…) qui donnent des informations intéressantes pendant la phase d’étude du point d’implantation du forage. La photo-interprétation est une méthode rapide et peu coûteuse pour tracer une esquisse structurale, voir géologique. Elle est utilisée pour repérer les linéaments à l’échelle locale ou régionale. On relève à priori tous les alignements morpho structuraux, soulignés par le réseau hydrographique, ou qui se détachent simplement en clair ou sombre sur la photo. On obtient ainsi une vision régionale des directions des linéaments. Ces dernières peuvent être répertoriées pour en faire une étude statistique.

Télédétection

Cette technique est utilisée depuis une vingtaine d’année à partir des données des satellites artificiels de la terre. Elle comprend un certain nombre d’avantages :
❖Les périodes de prise de vue et la répétitivité des informations permettent de sélectionner les images les plus intéressantes.
❖L’image satellite conduit à une meilleure intégration des fractures (plurikilométriques) souvent peu nombreuses.
❖Si le contraste des images en noir et blanc est faible, divers traitements existants ont l’avantage de les améliorer.
❖Le traitement des images permet aussi d’avoir des documents à des échelles plus grandes (1/10 000, 1/5 000).

Cependant certains inconvénients limitent considérablement la méthode :
▶Les traitements élèvent les coûts des opérations
▶Le manque de relief sur les images ne favorise pas une bonne relation entre ces dernières et la réalité du terrain.

Néanmoins, l’image satellite peut se relever un guide précieux pour l’hydrogéologue pour l’implantation des forages. En particulier, avec la nouvelle génération des satellites (Spot et Landsat D), la résolution est meilleure (30, 20, 10m).

Géophysique

Les méthodes géophysiques servent à mesurer les paramètres physiques du sous sol à partir de la surface. Les paramètres mis en jeu sont : la résistivité électrique, la chargeabilté, la conductivité électrique, la permittivité électrique, la densité, la susceptibilité magnétique etc … Dans notre étude, nous nous limiterons à la résistivité électrique et à la chargeabilité. La corrélation de ces paramètres avec la géologie permet de localiser les formations susceptibles de contenir de l’eau.

Principe de la méthode électrique 

Le principe de la prospection électrique est basée par l’injection d’un courant électrique dans le sol entre deux électrodes A et B. La réponse est recueillie par une autre paire d’électrodes qui mesure la différence de potentiel ΔV entre deux points M et N . A partir de la valeur du courant injecté I, de la mesure de la différence de potentiel ΔV et de l’écartement entre les différentes électrodes, on peut déterminer la résistivité électrique apparente en se basant sur la loi d’Ohm.

Notion de résistivité vraie et résistivité apparente

La résistivité obtenue dans la relation (1) est une résistivité vraie en supposant que le sol est homogène et isotrope. Dans la pratique le sous sol est hétérogène. La valeur de la résistivité ρ tend vers une résistivité ρa connue sous le nom de résistivité apparente. De ce faite, ρa serait la résistivité vraie d’un sous sol homogène fictif qui donnerait les mêmes résultats de mesure dans les mêmes conditions.

Panneau électrique
Le panneau électrique permet à la fois d’effectuer une investigation verticale et horizontale. On obtient une coupe en 2D du sous sol Le modèle à deux dimensions demeure le plus utilisé actuellement car il présente des résultats précis à un coût moindre. Dans ce paragraphe nous allons présenter la méthode de résistivité.

Méthode de résistivité
Cette méthode modélise le sous sol en fonction du paramètre « résistivité ». La résistivité et la chargeabilité électriques des terrains sont des paramètres très utiles. Elles permettent à l’hydrogéologue d’imaginer la structure et la nature des roches et d’en déduire la présence et la qualité de l’eau souterraine. Les mesures sont effectuées à l’aide d’un résistivimètre couplé à un dispositif de mesure qui peut être disposé à la surface du sol ou descendu dans un trou de forage.

Principe de la méthode

Le principe de cette méthode est de réaliser un grand nombre de sondage électrique le long d’un profil à partir de diverses combinaisons de quatre électrodes spécifiques à un type de dispositif parmi les N électrodes telleque N est multiple de 4. Les électrodes sont regroupées en deux ensembles de 16 électrodes, soit un total de 32, séparées de 5m donnant une longueur de ligne de 155m. Le modèle, de résistivité électrique et de chargeabilité vraies du sous sol, est obtenu après inversion automatique des données expérimentales en utilisant le programme «RES2DINV » de M .H. Loke.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I Contexte général de la zone d’étude
1 : Présentation de la zone d’étude
1-1- Cadre géographique
1-2- Contexte géologique
1-3- Situation géomorphologique
1-4- Forme végétale
1-5-Reseau hydrographique
1-6- Aperçues hydrogéologiques
1-7- Données climatiques
1-7-1 – La station d’Antananarivo
1-7-2-La station d’Ambohimanga
1- 8- Précipitation
1-9- Températures
1-10- Evaporation
1-11- Bilan hydrique
PARTIE II Rappel méthodologique
1 – Généralité sur les aquifères
1-1- Définition de l’aquifère
1-1-1- Aquifère à nappe libre
1-1-2- Aquifère à nappe captive
1-1-3- Aquifère semi captive
2 : Photo-interprétation
2-1- Photo-interprétation
2-2- Télédétection
3 : Géophysique
3-1-Principe de la méthode électrique
3-1-1- Notion de résistivité vraie et résistivité apparente
3-1-2- Sondage électrique
3-1-3-Panneau électrique
3-2 Méthode de résistivité
3-2-1- Principe de la méthode
3-2-2- Mise en œuvre
3-2-3- Interprétation
4 : Conclusion
PARTIE III Analyse et traitement des données
1 – Analyse par image satellitaire
2 – Application à l’imagerie électrique 2D
2-1- Travaux exécutés
2-2- Matériels de prospection
2-3- Interprétation des coupes géoéléctriques
2-3-1 Coupe A
2-3-2- Coupe B
3 : Conclusion
PARTIE IV Résultat de forage
1-Résultat du forage
1-1- Foration
1-2- Equipement du forage
1-3- Développement
1-4-Essai de pompage
1-4-1- Evaluation du débit critique (qc)
1-4-2- Evaluation de la perméabilité Ks
2 : Conclusion
CONCLUSION GENERALE

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